《材料力学》教学大纲及说明

《材料力学》课程大纲

课程编码：3865课程名称：材料力学

英文名称：Mechanics of Materials

总学时：80 实验：12 上机：

适用专业：土木工程专业

一、课程内容及要求

本课程的主要内容：

主要讲授构件的强度、刚度、稳定性概念，及构件在满足该三项指标的前提下，如何选择合适的材料、合理截面、确定许可载荷提供理论依据。

学习重点：

(一)基本概念部分主要以强度、刚度、稳定性、内应力、位移、应变等基本概念为重点，要求阐明截面法及有关各力学量间的关系，建立明确的概念。

(二)基本变形部分主要以各基本变形的概念，内力及内力图绘制、应力与变形计算及相应的强、刚度计算为重点，要求阐明各基本变形的受力与变形特点、应力、应变的分布规律及计算公式、强度及刚度条件，从力学角度满足工艺要求的有关措施。

(三)应力状态强度理论部分的重点为应力状态的概念，平面应力状态分析及强度理论的主要观点与相应的强度条件。阐明平面应力状态分析的解析法与图解法结论。古典强度理论的强度条件与适用范围,准确地用于杆件组合变形强度计算。压杆稳定部分的重点是稳定性、临界力、；临界应力的概念及稳定校核计算。阐明稳定及失稳的概念及实质；导出欧拉公式，进行临界应力计算；交变应力及动荷问题的重点是建立交变应力的概念及疲劳条件；动静法及能量法计算动荷问题的基本原理。

学习难点：

(一)基本概念部分主要以强度、刚度、稳定性、内应力、位移、应变等基本概念为难点，要求阐明截面法及有关各力学量间的关系，建立明确的概念。

(二)基本变形部分主要以内力及内力图绘制、应力计算及相应的强、刚度计算为难点。

(三)应力状态强度理论部分的难点为应力状态的概念，平面应力状态分析的解析法与图解法。压杆稳定部分的难点是临界应力计算。

第一章总论

§1.1材料力学及其基本任务、材料力学的主要研究对象

§1.2基本概念

变形固体及其基本假设、外力、内力、应力、变形、变位、应变

§1.3 杆件的基本变形

要求：通过本章的教学，使学生了解材料力学的任务和杆件变形的基本形式，了解构件强度、刚度和稳定性的概念；理解变形固体的基本假定、条件和意义；理解内力、正应力、剪应力、剪应变及单元体的基本概念；初步掌握用截面法计算内力的方法。

重点：材料力学的任务；变形固体的基本假定；杆件的基本变形形式；截面法计算内力。

难点：变形固体的基本假定。

第二章轴向拉伸与轴向压缩

§2.1轴向拉、压的基本概念及力学模型的简化

§2.2轴向拉、压杆件截面上的内力及应力

（一）轴力及轴力图。

（二）直杆横截面、斜截面上的应力与分析、圣文南原理

§2.3材料的力学机械性能

（一）材料力学实验及其意义

（二）轴向拉伸时材料的力学性能

（三）轴向压缩时材料的力学性能

低炭钢及铸铁的轴向压缩实验、建材及其它材料的轴向压缩实验

（四）常温、静荷下处于塑性状态的材料与与常温、静荷下处于脆性状态的材料力学性能（五）温度、时间对材料力学性能的影响

（六）应力集中及应力集中对材料强度的影响

§2.4轴向拉、压强度计算

工作应力、极限应力、许用应力、轴向拉压强度条件与强度计算

§2.5轴向拉伸与压缩时的变形

（一）轴向拉、压的变形与应变

（二）轴向拉、压时的物理关系一虎克定律及其应用

（三）横向变形系数

§2.6轴向拉、压超静定问题

（一）轴向拉、压超静定问题的基本概念、求解的基本原则及基本程序

（二）装配应力及变温应力

要求：通过本章的教学，使学生了解横向变形系数（泊松比），材料的拉伸与压缩力学行为和性质参数，了解应力集中现象和应力集中因数的意义；理解杆件内力、轴力和应力的概念，理解抗拉（压）刚度的概念；掌握轴向拉压时的强度条件及其应用，掌握轴向拉、压时的胡克定律及其应用，掌握拉压静不定问题的解法；学会应用截面法计算轴力，画轴力图。

重点：轴力、轴力图与截面法；应力；材料的力学性质；拉压杆的强度条件；轴向拉压时变形的计算；拉压静不定问题。

难点：轴向拉压时变形的计算；拉压静不定问题

第三章剪切与挤压

§3.1剪切的基本概念及其力学模型简化

§3.2剪切假定（实用）计算

§3.3挤压的基本概念及挤压假定（实用）计算

§3.4剪切、挤压假定计算在工程上的应用。铆接计算：焊接计算；冲剪力计算

要求：通过本章的教学，使学生了解剪切和挤压的概念；理解剪切变形的力学模型、受力特征和变形特征；掌握剪切和挤压实用计算的强度条件；学会工程中剪切和挤压问题的实用计算方法。

重点：剪切的概念；剪切和挤压的实用计算。

难点：剪切和挤压面积的确定。

第四章平面图形的几何性质

§4.1静矩、轴惯矩、极惯矩及惯性积的定义、定义式、性质及计算方法

§4.2平行移轴定理、转抽定理及其应用

§4.3主轴、主矩、中心主轴及中心主矩的计算

要求：通过本章的教学，使学生了解转轴公式，惯性主轴、形心惯性主轴和形心主惯性矩等概念；理解静矩和形心的定义和概念，理解惯性矩、惯性积和惯性半径的定义和方法；熟练掌握计算平面组合图形静矩和形心的方法，掌握应用平行移轴公式计算平面组合图形惯性矩、惯性积和惯性半径的方法；学会应用转轴公式、惯性主轴、主惯性矩概念分析和判断图形对过同一点不同方向轴的惯性矩相对大小的方法。

重点：计算平面组合图形静矩和形心的方法；应用平行移轴公式计算平面组合图形惯性矩、惯性积和惯性半径的方法；应用转轴公式、惯性主轴、主惯性矩概念分析和判断图形对过同一点不同方向轴的惯性矩相对大小的方法。

难点：计算平面组合图形静矩和形心的方法；应用转轴公式、惯性主轴、主惯性矩概念分析和判断图形对过同一点不同方向轴的惯性矩相对大小的方法。

第五章扭转

§5.1扭转的基本概念及力学模型的简化

§5.2扭转内力

（一）扭转外力矩与轴所传递功率、转速间的关系

（二）扭矩及其计算规则、左手定则

（三）扭矩图

§5.3纯剪切

（一）薄壁圆筒的扭转

（二）剪切虎克定律

（三）剪应力互等定律

§5.4圆轴扭转及其强、刚度计算

（一）圆轴扭转时剪应力的分布规律及计算公式

（二）圆轴扭转时扭转角的计算公式

（三）圆轴的扭转强度及刚度计算

要求：通过本章的教学，使学生了解纯剪切的应力状态，剪切胡克定律及其应用，剪应力互等定理，非圆截面杆扭转；理解剪应力互等定理的含义，圆截面杆受扭时剪应力的分析思想；掌握受扭杆件外力偶矩和横截面扭矩的计算方法，掌握最大剪应力、极惯性矩、截面抗扭系数的计算方法，掌握计算杆件扭转变形的方法；学会应用剪应力强度条件进行圆截面杆的强度校核、合理的极限载荷估算和截面尺寸设计的方法，学会应用剪应力刚度条件进行圆截面杆的刚度校核以及应用刚度条件进行合理的极限载荷估算和截面尺寸设计的方法。

重点：扭转特点；外力偶矩的计算；扭矩和扭矩图；圆轴扭转时的应力；圆轴扭转时的变形；圆轴扭转时的强度条件和刚度条件。

难点：扭矩符号规定及扭矩图。

第六章弯曲内力

§6.1弯曲变形的基本概念

（一）平面弯曲与空间弯曲

（二）梁及其力学模型的简化

§6.2弯曲内力分析

（一）粱横截面上的内力一剪力及弯矩

（二）剪力、弯矩的计算规则

（三）剪力方程及弯矩方程

§6.3剪力图及弯矩图的绘制

（一）剪力图、弯矩图及其在工程设计中的意义

（二）利用剪力、弯矩方程绘制剪力图及弯矩图6

（三）剪力、弯矩、载荷集度的微分关系及其在绘制剪力、弯矩图时的应用

（四）平面曲杆、简单刚架剪力图及弯矩图的绘制

要求：通过本章的教学，使学生了解平面弯曲的概念；理解平面弯曲的概念，；掌握截面上剪力和弯矩的计算方法，会列剪力、弯矩方程，熟练掌握分布载荷、剪力和弯矩间的微分关系；学会应用分布载荷、剪力和弯矩间的微分关系进行较核及绘制内力图。

重点：弯曲的一些相关概念；弯曲内力及其符号；剪力方程与弯矩方程；剪力图与弯矩图；分布载荷、剪力和弯矩间的微分关系及其应用。

难点：内力正负号；应用分布载荷、剪力和弯矩间的微分关系进行较核及绘制内力图。

第七章弯曲应力及梁的强度计算

§7.1弯曲正应力

（一）纯弯曲时弯曲正应力的分布规律及计算公式

（二）纯弯曲正应力计算公式的推广

§7.2弯曲剪应力

（一）矩形截面梁弯曲剪应力的计算——儒拉夫斯基公式

（二）圆形、工字形截面梁弯曲剪应的分布规律与计算公式

§7.3梁的强度计算

§7.4提高梁强度的原则及具体措施

§7.5弯曲中心的概念

要求：通过本章的教学，使学生了解几种常见截面的弯曲剪应力分布规律，建立弯曲中心的概念，了解一般薄壁杆间弯曲剪应力、剪力流的分布规律，了解提高梁强度的一些主要措施；理解纯弯曲、横力弯曲、中性层、中性轴的概念，；掌握弯曲正应力的计算、弯曲正应力强度条件及其应用，掌握常见截面梁横截面上最大剪应力的计算和弯曲剪应力强度的校核方法；学会应用正应力强度条件进行强度计算。

重点：弯曲正应力的计算、弯曲正应力强度条件及其应用；常见截面梁横截面上最大剪应力的计算和弯曲剪应力强度的校核方法。

难点：弯曲正应力的计算；常见截面梁横截面上最大剪应力的计算。

第八章弯曲变形

§8.1梁的变形及其度量指标一挠度、转角

§8.2弹性挠曲轴的近似微分方程

§8.3挠度及转角的计算

重积分法、叠加法、挠度、转角计算的其它方法

§8.4梁的刚度计算

§8.5弯曲超静定问题

§8.6提高梁刚度的原则及具休措施

要求：通过本章的教学，使学生了解平面弯曲梁变形的概念及工程上用于度量梁的变形的物理量（挠度和转角）以及它们之间的关系，了解建立梁的挠曲线的近似微分方程的数学和力学的依据，了解提高梁刚度的主要措施；理解弯曲静定梁与弯曲静不定梁的区别；掌握积分法计算单跨静定梁在简单载荷作用下的转角和挠度方程，熟练掌握叠加法计算梁某截面的挠度和转角，掌握梁的刚度校核，掌握简单静不定梁的求解方法；学会使用位移边界条件和分段处的连续光滑条件定积分常数。

重点：梁的挠曲线的近似微分方程；用积分法计算单跨静定梁在简单载荷作用下的转角和挠度方程；叠加法计算梁某截面的挠度和转角；梁的刚度条件；变形比较法求解简单静不定梁。

难点：积分常数的确定；叠加法计算梁某截面的挠度和转角；简单静不定梁的求解。

第九章应力状态理论及强度理论

§9.1应力状态的基本概念

§9.2平面应力状态分析

(一)平面应力状态分析的解析法

(二)平面应力状态分析的图解法

§9.3空间应力状态分析及其主要结论

§9.4平面应力状态下的应变分析

§9.5复杂应力状态下的物理关系

(一)广义虎克定律

(二)材料三个弹性常数问的关系

(三)体积应变、球形应力张量及歪斜应力张量

§9.6复杂应状下的弹性能

(一)基本变形时的弹性能及比能

(二)复杂应力状态下的弹性能

(三)体积改变比能及变形比能

§9.7强度理论

(一)强度理论问题的提出及强度理论的概念

(二)古典强度理论

(三)四种常用的古典强度理论莫尔强度理论

(四)断裂准则简介

要求：通过本章的教学，使学生了解平面应变状态的分析方法和有关结论，了解材料常见

的两种破坏方式，了解关于复杂应力状态下应变比能、形状改变比能和体积改变比能的一些主要结论和公式；理解一点的应力状态、主应力和主平面、单元体等基本概念，理解各强度理论的物理含义和适用范围；掌握用解析法和图解法计算平面应力状态下任意斜截面上的应力、主应力和主平面方位，掌握三向应力状态下单元体最大剪应力的计算方法，掌握用第一和第二强度理论进行强度计算的方法；学会用广义胡克定律求解三维均匀变形问题，学会用第三和第四强度理论进行强度计算的方法。

重点：一点的应力状态；主应力、主平面；应力状态分析—解析法；应力状态分析—图解法；三向应力状态下的最大剪应力；广义胡克定律；强度理论。

难点：一点的应力状态；应力状态分析—解析法。

第十章组合变形

§10.1组合变形的基本概念

(一)组合变形

(二)组合变形问题的处理原则与程序

§10.2拉（压）与弯曲组合变形时的应力及强度计算

§10.3斜弯曲时的应力及强度计算

§10.4偏心压缩时的应力及强度计算；断面核心

§10.5弯曲与扭转组合变形时的应力及强度计算

要求：通过本章的教学，使学生了解组合变形的常见形式，了解偏心压缩的应力状态分析和截面核心的概念；理解叠加原理的应用条件和方法；掌握拉伸或压缩与弯曲的组合变形杆的应力和强度计算，掌握偏心压缩杆件的强度分析方法，掌握弯扭组合变形杆的强度和应力计算；学会应用第三、第四强度理论对弯扭组合圆截面杆件进行强度分析的方法。

重点：组合变形和叠加原理；拉伸或压缩与弯曲的组合；偏心压缩；扭转与弯曲的组合。

难点：叠加原理；危险截面的判定。

第十一章能量法

§11.1能量法原理

(一)功能原理

(二)变形能的普通表达式，克拉贝依隆原理

(三)功的互等定理与位移互等定理

§11.2卡氏定理及其应用

§11.3虚功原理及其应用

要求：通过本章的教学，使学生了解功的互等定理和位移互等定理及其应用；理解功能原理；掌握杆件变形能的计算方法，熟练掌握利用莫尔定理计算简单结构位移的解析法和图解法，掌握用卡式定理求结构位移的方法。

重点：杆件变形能的计算方法；利用莫尔定理计算简单结构位移的解析法和图解法；用卡式定理求结构位移的方法。

难点：利用莫尔定理计算简单结构位移的解析法和图解法；用卡式定理求结构位移的方法。

第十二章超静定结构

§12.1超静定结构的一般概念

§12.2力法、正则方程

(一)力法

(二)正则方程

(三)结构与载荷对称性的利用

§12.3连续梁及三弯矩方程

要求：通过本章的教学，使学生充分理解静不定系统的概念，理解力法正则方程的力学意义和建立过程；掌握简单结构的静不定次数的判别方法，熟练掌握解一次静不定梁的变形比较法，掌握利用对称性解静不定的结构的方法，利用对称条件降低高次静不定问题的次数；学会用力法求解静不定问题。

重点：简单结构的静不定次数的判别方法；解一次静不定梁的变形比较法；利用对称性解静不定的结构的方法；用力法求解静不定问题。

难点：结构的静不定次数的判别方法；解一次静不定梁的变形比较法；利用对称性解静不定的结构的方法。

第十三章动荷问题

§13.1动荷问题的一般概念

(一)动荷问题的一般概念

(二)解决动荷问题的方法·动静法·能量法

§13.2动静法的应用

(一)构件匀加速直线运动时的应力计算

(二)构件匀速转动时的应力计算

§13.3能量法的应用

(一)杆件受冲击时的应力及变形计算

(二)冲击韧性及提高构件抗冲击能力的措施

§13.4振动应力计算简介

要求：通过本章的教学，使学生了解提高构件抗冲击能力的主要措施；理解自由落体冲击应力和变形公式的推导过程和假设条件，熟练掌握受该冲击作用时简单结构的动应力和动变形的计算方法；掌握匀加速直线运动杆件和匀速转动圆环的应力和强度计算方法；学会用能量法推导其他形式冲击时的动应力和动变形公式。

重点：自由落体冲击时构件的强度和刚度计算；匀加速直线运动杆件和匀速转动圆环的应力和强度计算。

难点：自由落体冲击时构件的强度和刚度计算；匀加速直线运动杆件和匀速转动圆环的应力和强度计算。

第十四章交变应力

§14.1交变应力的基本概念

(一)交变载荷与交变应力

(二)疲劳破坏及其基本特征

§14.2交变应力的特性指标

(一)平均应力及应力幅度

(二)循环特征及动荷量

§14.3材料的持久极限及其测定

§14.4构件的持久极限

(一)影响持久极限的因素

(二)构件持久极限计算

§14.5对称循环下的疲劳计算

§14.6实际构件疲劳强度计算

要求：通过本章的教学，使学生了解对称循环下构件的无限寿命疲劳强度设计思想，了解持久极限曲线的意义和用途，了解非对称循环下构件的无限寿命疲劳强度设计思想；理解疲劳的概念和机理，熟悉交变应力的循环特征、最小值、最大值、均值和幅值等参数，理解在相同的材质和循环特征条件下，应力集中、尺寸效应和表面质量3个主要因素对持久极限的影响。

重点：理解疲劳的概念和机理

难点：理解疲劳的概念和机理

第十五章压杆稳定的基本概念

§15.1压杆稳定的基本概念

(一)稳定性及失稳

(二)失稳的实质分析

§15.2临界应力

(一)细长杆临界力及临界应力的计算

(二)中长杆临界力及临界应力的计算

§15.3稳定计算

§15.4提高压杆稳定性的原则及措施

要求：通过本章的教学，使学生了解两端铰支压杆临界载荷的计算方法，了解提高压杆稳定性的主要措施；理解失稳现象、临界载荷、临界应力等概念，理解欧拉公式的适用范围；掌握四种常见约束下细长压杆临界载荷的计算；学会通过柔度的计算，判断该压杆属于大柔度、中等柔度还是小柔度压杆的方法，并能熟练其临界载荷的计算和稳定性的校核方法。

重点：弹性体稳定性的概念；细长压杆中心受压时的临界载荷与临界应力；压杆的稳定计算；提高稳定性的措施。

难点：几种柔度压杆的判别方法以及相应的临界载荷的计算和稳定性的校核；柔度和长度系数概念的理解。

二、课程各教学环节要求

（1）课堂讲授：通过启发式教学，揭示知识发生过程；通过讨论课和习题课，进一步掌握和巩固重点；多媒体和传统手段相结合，多使用教学模型；重要概念术语给出英文表达。

（2）实验教学：铸铁、低碳钢拉伸、压缩试验，撰写实验报告；材料弹性模量E和泊松比ν的测定，撰写实验报告；扭转实验（演示）；叠梁实验，撰写实验报告；光弹、冲击、高频疲劳演示试验。

（3）作业：课外习题不少于150题，包括概念题、证明题、计算题和综合分析题。

（4）考试：一张A4纸开卷；涵盖所学内容90％以上；分为概念题（理论题）和计算题两部分。

三、学时分配

《材料力学》课程大纲说明

一、课程的性质、目的和任务

《材料力学》是建工专业的专业技术基础课，也是要获得学位的必修课。主要讲授构件的强度、刚度、稳定性概念，及构件在满足该三项指标的前提下，如何选择合适的材料、合理截面、确定许可载荷提供理论依据。同时兼备配养大学生的科学态度、科学思维、科学精神和树立处理工程问提与以前真理性学习有所不同的初步概念。

二、课程教学基本要求

（1）对材料力学的基本概念和基本分析方法有明确的认识。

（2）能熟练地做出杆件在基本变形下的内力图，计算其应力和位移，并进行强度和刚度计算。

（3）对应力状态理论与强度理论有明确的认识，并能将其应用于组合变形下杆件的强度计算。

（4）熟练掌握简单超静定问题的求解方法。

（5）对能量法的有关基本原理有明确的认识，并熟练地掌握计算位移的能量方法。

（6）会计算压杆的临界载荷与临界应力，并进行稳定性校核。

三、与其他课程的联系

(一)本课程的先修课程为高等数学，物理及理论力学。

(二)本课程只讲述杆件的强度、刚度及稳定性问题，为后续专业课提供强、刚度设计基本理论与实验技能，不涉及专业课中的工艺设计及结构设计问题。

(三)本课程为后续专业课提供有关强度、刚度及稳定性的基本知识。

四、教材、参考书目及主要期刊

教材：《材料力学》孙训方，高等教育出版社,1994年

参考书: 《工程力学教程》范钦珊，高等教育出版社,1998年

《Advanced Strength and Applied Stress Analysis》 Tsinghua publishing

《Mechanics of materials》（third edition）Tsinghua press

《Mechanics of materials》 China machine press

期刊：《力学学报》中国力学学会

《力学与实践》中国力学学会

五、开课基本手段及课件

在教学方法和手段上，注意启发式教学，增加练习讨论课，为发挥学生学习积极性创造大的思维空间。运用多媒体教学与课堂教学的相互辅助，提高教学效率。

执笔人：

审核人：

批准人：

制定单位：

修订时间：2006年6月

《材料力学性能》教学大纲

《材料力学性能》课程教学大纲课程名称：材料力学性能（Mechanical Properties of Materials）课程编号：012009 总学时数：48学时（其中含实验 8 学时）学分：3学分课程类别：专业方向指定必修课先修课程：大学物理、工程化学、工程力学、材料科学基础教材：《工程材料力学性能》（机械工业出版社、束德林主编，2005年）参考书目：[1] 王从曾编著，《材料性能学》，北京工业大学出版社，2001年 [2] Thomas H.Courtney（美）著，材料力学行为（英文版），机械工业出版社，2004年《课程内容简介》：本课程主要讲授材料的力学性能与测试方法，主要内容有金属在静载荷（单向拉伸、压缩、扭转、弯曲）和冲击载荷下的力学性能、金属的断裂韧度、金属的疲劳、金属的应力腐蚀和氢脆断裂、金属的磨损和接触疲劳、金属的高温力学性能。一、课程性质、目的和要求本课程是材料成型及控制工程专业本科生金属材料工程方向指定必修课。本课程的主要任务是讨论工程材料的静载力学性能、冲击韧性及低温脆性、断裂韧性、疲劳性能、磨损性能以及高温力学性能的基本理论与性能测试方法，使学生掌握材料力学性能的基本概念、基本原理和测试材料力学性能的基本方法，探讨改善材料力学性能的基本途径，提高分析材料力学性能的思维能力与测试材料力学性能的能力，为研究开发和应用工程材料打下基础。二、教学内容、要点和课时安排《材料力学性能》授课课时分配表

本课程的教学内容共分八章。第一章：金属在单项静拉伸载荷下的力学性能 6学时主要内容：载荷—伸长曲线和应力—应变曲线；塑性变形及性能指标；断裂重点、难点：塑性变形机理，应变硬化机理，裂纹形核的位错模型，断裂强度的裂纹理论，断口形貌。第二章：金属在其它静载荷下的力学性能 6学时主要内容是：缺口试样的静拉伸及静弯曲性能；材料缺口敏感度及其影响因素；扭转、弯曲与压缩的力学性能；硬度试验方法。重点、难点：缺口处的应力分布特点及缺口效应第三章：金属在冲击载荷下的力学性能 4学时主要内容：冲击弯曲试验与冲击韧性；低温脆性；韧脆转化温度及其评价方法；影响材料低温脆性的因素。重点、难点：韧脆转化第四章：金属的断裂韧度 7学时主要内容：裂纹扩展的基本方式；应力场强度因子；断裂韧性和断裂k判据；断裂韧度在工程上的应用；J积分的概念；影响材料断裂韧度的因素。重点、难点：断裂韧性。第五章：金属的疲劳 5学时主要内容：疲劳破坏的一般规律；疲劳破坏的机理；疲劳抗力指标；影响材料及机件疲劳强度的因素。重点、难点：疲劳破坏的机理。第六章：金属的应力腐蚀和氢脆断裂 5学时主要内容：应力腐蚀；氢脆重点、难点：应力腐蚀和氢脆的机理第七章：金属磨损和接触疲劳 6学时主要内容：粘着磨损；磨粒磨损；接触疲劳；材料的耐磨性；减轻粘者磨损的主要措施；减轻磨粒磨损的主要措施；提高接触疲劳的措施。重点、难点：磨损机理第八章：金属高温力学性能 5学时

材料力学课程设计单缸柴油机曲轴

材料力学课程设计班级：作者：题目：单缸柴油机曲轴的强度设计及刚度计算、疲劳强度校核指导老师： 2007.11.05

班级姓名一、课程设计的目的材料力学课程设计的目的是在于系统学习材料力学后，能结合工程中的实际问题，运用材料力学的基本理论和计算方法，独立地计算工程中的典型零部件，以达到综合运用材料力学的知识解决工程实际问题之目的。同时，可以使我们将材料力学的理论和现代计算方法及手段融为一体。既从整体上掌握了基本理论和现代的计算方法，又提高了分析问题，解决问题的能力；既把以前所学的知识综合应用，又为后继课程打下基础，并初步掌握工程中的设计思想和设计方法，对实际工作能力有所提高。 1）使所学的材料力学知识系统化，完整化。让我们在系统全面复习的基础上，运用材料力学知识解决工程实际问题。 2）综合运用以前所学的各门课程的知识（高等数学、工程图学、理论力学、算法语言、计算机等），使相关学科的知识有机地联系起来。 3）使我们初步了解和掌握工程实践中的设计思想和设计方法，为后续课程的学习打下基础。二、课程设计的任务和要求要系统复习材料力学课程的全部基本理论和方法，独立分析、判断设计题目的已知所求问题，画出受力分析计算简图和内力图，列出理论依据并导出计算公式，独立编制计算程序，通过计算机给出计算结果，并完成设计计算说明书。三、设计题目某柴油机曲轴可以简化为下图所示的结构，材料为球墨铸铁(QT450-5)弹性常数为E 、μ，许用应力为[σ]，G 处输入转矩为e M ，曲轴颈中点受切向力t F 、径向力r F 的作用，且r F = 2t F 。曲柄臂简化为矩形截面，1.4≤h D ≤1.6，2.5≤h b ≤4, 3l =1.2r,已知数据如下表：

《材料力学》课程考试大纲

铜仁学院《材料力学》课程考试大纲课程编码050316 课程性质专业基础课教学对象土工程专业学时学分72学时，4学分考核方式闭卷编写单位编写人审定人编写时间2016年07月一、课程考核目的期末考试是每学期课程学习结束对相关知识点的综合测试，是检测教学大纲执行情况以及评估教学质量的一种有效手段，是获取教学反馈信息的主要来源和改进教学工作的重要依据；其目的是客观、公正、准确地检测和评估学生对材料力学基本原理的掌握情况，尤其是轴向压缩与拉伸、剪切、扭转、弯曲内力与应力、弯曲变形、强度理论、偏心受压（拉）等重要知识点的掌握情况。二、教材与主要参考书教材：刘鸿文编著，材料力学，高等教育出版社，2003年04月教学参考书 [1] 孙训芳，等主编，材料力学，高等教育出版社，2009年04月. [2] 武建华编著，材料力学，高等教育出版社，2002年04月. 三、考试命题的原则 (一)命题标准命题要求达到全国普通高等学院校同专业、同课程的本科生学业水平，突出应用型人才培养的基本要求，试题侧重于体现知识的运用。 (二)考试依据和范围以铜仁学院应用水利水电工程专业《人才培养方案》和《材料力学》教学大纲为依据。 (三)题型期终考试成绩由笔试考试（闭卷）与平时成绩组成，其中，笔试部分主要对课程涉及的基本概念、基本方法、基本标准等掌握情况进行考核，以选择题、填空题、计算题等题型为主，平时成绩有考勤、课堂表现成绩和作业完成情况等实际情况决定。四、考核知识点与考核要求

（一）绪论考试内容轴向拉、压的概念；外力、内力、应力、应变、变形、位移等概念；拉（压）杆的内力、内力图；应力和强度计算、材料的拉、压力学性能、杆件的变形计算；简单的超静定问题。考试要求 1.能熟练运用截面法计算杆件的轴力，正确绘制轴力图； 2.掌握杆件拉、压时的强度计算；掌握杆件的变形计算； 3.了解材料的基本力学性能以及试件拉、压破坏时的现象和原因； 4.掌握求解简单超静定问题的方法（二）剪切考试内容剪切和挤压的概念，剪切和挤压的应力计算；剪切胡克定律、切应力互等定理考试要求 1.了解剪切和挤压的概念，会计算简单的连接件的强度问题； 2.了解剪切胡克定理，掌握切应力计算公式；（三）扭转考试内容功率、转速与外力偶矩的关系；扭矩和扭矩图、应力和变形的计算、强度条件和刚度条件；弹簧的应力和变形计算；简单扭转超静定问题的计算；非圆截面杆扭转的应力和变形简介。考试要求 1.掌握扭矩计算与扭矩图绘制； 2.能熟练地应用扭转强度条件及刚度条件进行轴的计算。（四）弯曲内力考试内容平面弯曲的概念；梁的计算简图；剪力、弯矩，剪力方程，弯矩方程，剪力图，弯矩图；弯矩、剪力与分布载荷集度之间的关系及其应用。考试要求 1. 理解并掌握剪力、弯矩的概念及计算。 2. 能熟练求出梁任意截面的剪力和弯矩； 3. 能正确写出剪力方程,弯矩方程；熟练运用弯矩、剪力与分布载荷集度之间的关系绘制剪力图和弯矩图。（五）弯曲应力考试内容纯弯曲和横力弯曲的概念；中性层，中性轴，抗弯截面系数，惯性矩，弯曲正应力、

材料力学课程设计-车床主轴

教学号：答辩成绩：设计成绩：材料力学课程设计设计计算说明书设计题目：车床主轴设计题号: 7—8—Ⅰ—12 教学号: 姓名：指导教师：完成时间：

目录一、材料力学课程设计的目的 --------------------------------------------------3 二、材料力学课程设计的任务和要求 --------------------------------------------------3 三、设计题目 --------------------------------------------------3 四、对主轴静定情况校核 --------------------------------------------------5 1.根据第三强度理论校核 ---- ----------------------------------------7 2.根据刚度进行校核 ---------------------------------------------8 3.疲劳强度校核 ------------------------------------------- 12 五、对主轴超静定情况校核 -------------------------------------------------13 1.根据第三强度理论校核 ---------------------------------------------15 2.根据刚度进行校核 ---------------------------------------------16 3.疲劳强度校核 ----------------------------------------------19 六、循环计算程序 ---------------------------------------------------19 七、课程设计总结 ----------------------------------------------------26

2017年西北工业大学 841材料力学硕士研究生考试大纲

题号：841 《材料力学》考试大纲一、考试内容 1.了解材料力学的任务，同相关学科的关系, 变形固体的基本假设。熟悉截面法和内力、应力、变形、应变。 2.掌握轴力与轴力图,直杆横截面及斜截面的应力,圣维南定理,应力集中的概念；材料拉伸和压缩时的力学性能, 应力-应变曲线；拉压杆强度条件和刚度条件, 安全因素及许用应力；拉压变形,胡克定律, 弹性模量,泊松比；拉压超静定问题, 温度及装配应力。 3.熟悉剪切及挤压的概念和实用计算。掌握切应力互等定律, 剪切胡克定律。 4.掌握扭矩及扭矩图, 圆轴扭转的应力和应变, 扭转强度及刚度条件。了解矩形截面及薄壁杆件扭转。 5.掌握静矩与形心的概念, 组合截面的一次矩与形心计算, 截面二次矩,平行移轴公式。 6.熟悉平面弯曲内力概念，掌握剪力，弯矩方程，剪力图和弯矩图及 q-Q-M的微分关系, 熟悉利用微分关系画梁的剪力和弯矩图。掌握平面刚架和曲杆的内力图。 7.掌握弯曲正应力公式,矩形截面弯曲切应力计算,弯曲强度条件。了解截面梁的弯曲切应力，切应力强度条件；提高梁的弯曲刚度的措施。 8.熟悉挠曲轴及其近似微分方程,积分法求梁的位移, 叠加法求梁的位移, 梁的刚度校核。了解提高梁的弯曲刚度的措施. 9.掌握应力状态的概念,平面应力状态下应力分析的解析法及图解法,广义胡克定律。了解体积应变,三向应力状态下应变能、体积改变能、畸变能的概念. 10.熟悉强度理论的概念,破坏形式的分析,脆性断裂和塑性屈服。掌握最大拉应力理论, 最大拉应变理论，最大切应力理论, 畸变能密度理论。了解莫尔强度理论。 11.掌握组合变形下杆件的强度计算；斜弯曲，拉弯组合变形，弯扭组合变形。 12.掌握压杆稳定的概念,细长压杆临界载荷的欧拉公式,临界应力、经验公式、临界应力总图, 压杆的稳定校核。了解安全因素法，提高稳定性的措施的概念。 13.掌握杆件变形位能计算，卡氏定律，莫尔定律，图形互乘法，用力法解超静定问题。熟悉功的互等定律。了解位移互等定律。 14.熟悉变形比较法，力法的正则方程，对称条件的应用。 15.熟悉构件作等加速度运动和匀速转动的应力计算。掌握冲击应力和变形计算。了解冲击韧度，提高构件抗冲击能力措施的概念。

《材料力学》课程教学大纲

《材料力学》课程教学大纲二、教学目标了解材料力学的基本理论、基本概念和基本分析方法。使学生能科学地辨认材料力学中的各种概念、原理、专业术语，使学生知道材料力学中各种构件的分类、受力过程和变化倾向。理解材料力学中杆件和梁的几种变形形式。使学生能用自己的语言对各种理论知识加以叙述、解释和归纳，并且能够指出各部分知识之间的内在联系和相互区别。熟悉各种概念、原理和定律，掌握其计算与应用的方法。具体反映在： 1. 对材料力学的基本理论、基本概念和基本分析方法有明确的认识。 2. 掌握一般杆类零件和构件的受力与变形原理，具有绘出其合理的力学计算简图的初步能力。 3. 能够熟练地分析与计算杆件在拉、压、剪、扭、弯时的内力，绘制相应的内力图。 4. 能够熟练地分析与计算杆件在基本变形下的应力和变形，并进行相应的强度和刚度计算。 5. 对应力状态理论与强度理论有明确的认识，并能够将其应用于组合变形情况下的强度计算。对应变状态有关概念有一定了解和认识。 6. 熟练地掌握简单超静定问题的求解方法。 7. 能够熟练地分析与计算理想中心受压杆件的临界荷载和临界应力，并对国家现行钢结构设计规范所规定工程压杆的稳定计算方法，有深入地了解和认识，并能够熟练地进行压杆的稳定性计算。 8. 对杆件的应变能有关概念、基本原理和基本定理有一定认识和掌握，并能够熟练地用来计算简单梁、扭转圆轴和简单拉压杆结构的位移，进而计算简单超静定问题的内力。 9.对于常用材料的基本力学性能及其测试方法有初步认识。 10. 对于电测实验应力分析的基本原理和方法有初步认识。三、教学内容与教学要求 1.绪论内容要求：了解材料力学的任务、变形固体的概念；理解变形固体的基本假设；熟悉杆件变形的基本形式分类。重点：杆件的四种基本变形。难点：理解变形固体的四个基本假设。

材料力学教学大纲

《材料力学》教学大纲大纲说明课程代码：5125001 课程总学时：64课时(讲课54课时，实验10课时) 总学分：4学分课程类别：必修适用专业：土木工程专业（本科）预修要求：高等数学、理论力学课程的性质、目的、任务：材料力学是一门重要的技术基础课，是其它技术课和专业课的基础。材料力学的任务就是在对构件进行力学分析的基础上，为设计构件时选择适当的材料和尺寸，以保证达到强度、刚度和稳定性的要求，为使设备构件能够满足适用、安全和经济的要求，提供基础理论知识。课程教学的基本要求：通过学习，使学生掌握构件强度、刚度和稳定性的基本概念和计算方法；培养学生对工程设计中的强度、刚度、稳定问题有明确的概念，必要的知识，能进行初步的设计及实验分析能力的具备。本课程的学习中，要密切联系实际，培养学生正确的分析问题的方法，注意正确理解掌握基本概念和基本方法。考虑到课程性质，建议采用多媒体教学手段。实验是本课程的重要组成部分，在教学中应予以充分重视。大纲的使用说明：本大纲适用于土木工程本科专业64课时的材料力学课程使用，可根据具体的课时情况作适当的增删。大纲正文第一章绪论学时：2学时（讲课2学时）本章讲授要点：《材料力学》任务、研究对象、变形固体的基本假设、内力和应力的概念、截面法、线应变和角应变。重点：变形固体基本假设、截面法、应力和应变的概念。第一节材料力学的任务一、强度、刚度和稳定性的概念二、材料力学的任务第二节变形固体的基本假设一、连续性假设二、均匀性假设三、各向同性假设四、小变形假设

第三节外力及其分类一、外力的分类二、载荷的分类第四节内力、截面法和应力的概念一、内力的概念二、截面法求内力三、应力的概念及单位第五节线应变和角应变一、线应变的概念二、角应变的概念第七节杆件变形的基本形式一、轴向拉伸与压缩二、剪切三、扭转四、平面弯曲第二章轴向拉伸与压缩学时：11学时（讲课7学时，实验4学时）本章讲授要点：轴向拉伸与压缩的概念；轴力和轴力图；横截面和斜截面上的应力计算；虎克定律；轴向拉压杆的变形计算；材料的力学性质；轴向拉压杆的强度计算；应力集中的概念；简单超静定问题的基本解法。重点：轴力和轴力图；应力和应变；虎克定律；变形计算；低碳钢的力学性能；强度条件的应用难点：简单超静定问题第一节轴向拉伸与压缩的概念和实例一、轴向拉伸与压缩的概念二、工程实例第二节轴向拉压杆横截面上的内力和应力一、轴力的计算和轴力图二、应力的计算第三节轴向拉压杆斜截面上的应力一、斜截面上的应力计算二、几种特殊情况的讨论第四节金属材料的机械性质一、低碳钢在轴向拉伸与压缩时的机械性质二、其他塑性材料的机械性质三、铸铁在轴向拉伸与压缩时的机械性质第五节轴向拉压杆的强度条件一、许用应力和安全系数二、轴向拉压杆的强度条件三、强度条件的应用第六节轴向拉压杆的变形

大连理工大学2017年考试大纲829材料力学(土)

大连理工大学2017年硕士研究生入学考试大纲科目代码:829 科目名称:材料力学试题分为简答题、绘图题和计算题,其中基础部分(简单计算题)占60%,中等难度(绘图题、简单的推导与证明题)占40%,综合计算题占50%,具体复习大纲如下: 《材料力学》(I) 一、材料力学的基本概念 1、可变形固体的性质及其基本假设 2、杆件变形的基本形式二、轴向拉伸和压缩 1、轴向拉伸与压缩的基本概念 2、轴向拉压杆横截面上的内力、轴力图 3、轴向拉压杆内一点的应力 4、轴向拉压杆的变形、胡克定律 5、材料在拉伸和压缩时的力学性质 6、强度条件、应力集中的概念三、扭转 1、薄壁圆筒扭转时横截面上的切应力

2、传动轴的外力偶矩、扭矩、扭矩图 3、等直圆杆扭转时横截面上的应力、强度条件 4、等直圆杆扭转时的变形、刚度条件 5、等直圆杆扭转时的应变能 6、等直非圆杆自由扭转时的应力和变形四、弯曲应力 1、对称弯曲的概念及梁的计算简图 2、梁的剪力和弯矩、剪力图和弯矩图 3、平面刚架和曲杆的内力图 4、梁横截面上的正应力、正应力强度条件 5、梁横截面上的切应力、切应力强度条件 6、梁的合理设计五、梁弯曲时的位移 1、梁的位移、挠度和转角 2、梁的挠曲线近似微分方程及其积分 3、按叠加原理计算梁的挠度和转角 4、梁的刚度校核、提高梁刚度的措施

5、梁内的弯曲应变能六、简单超静定问题 1、超静定问题及其解法 2、拉压超静定问题 3、扭转超静定问题 4、简单超静定梁七、应力状态和强度理论 1、平面应力状态的应力分析、主应力 2、空间应力状态的概念 3、应力与应变间的关系 4、空间应力状态下应变能密度 5、强度理论及其相当应力 6、各种强度理论的应用八、组合变形及连接部分的计算 1、两个互相垂直平面内的弯曲 2、拉伸(压缩)与弯曲 3、扭转与弯曲

材料力学课程大纲

中国海洋大学本科生课程大纲一、课程介绍 1.课程描述（中英文）：材料力学为船舶与海洋工程专业的学科基础必修课程。通过本课程的学习，使学生对工程设计中结构构件的强度、刚度和稳定性问题具有明确的基本概念，必要的基本知识及一定的计算能力和分析能力。能将常见的结构构件简化为力学模型，较熟练地确定杆件的内力并绘制内力图，较熟练地分析计算杆件由基本变形引起的应力、变形和位移，并运用强度、刚度和稳定性条件，对杆件的承载能力进行分析、计算和校核，熟悉基本的材料力学实验，并能测定常用钢材在常温、静载下的力学性能。 Mechanics of materials is a compulsory course for students majoring in naval architecture and marine engineering. By studying this course, students can have a clear concept, necessary basic knowledge, and certain analysis ability for the strength, stiffness and stability of structure in engineering design. Students can simplify common structures into mechanical models, determine the internal forces, analyze the stress and strain caused by the basic deformation of the members, and use the strength, stiffness and stability conditions to analyze, calculate and check the bearing capacity of the structures. Students should be familiar with basic material mechanics experiments, and can determine the mechanical properties of common steel under normal temperature and static load. 2.设计思路：材料力学是船舶与海洋工程专业的一门重要课程，本课程从圆截面杆件的材料力 - 5 -

材料力学课程设计--曲柄轴的强度设计及变形计算

(导师好，课程设计是我这两天赶工的，质量不怎么好，你帮我改改，其中1.2，4.2，4.3没有完成，不知道怎么写，您帮我看看想一下，3.1的第三强度公式我感觉有点不会，您也帮着看一下。。。幸好有您这个导师，嘻嘻，感谢呀。。。祝勇哥圣诞元旦双节快乐，新春快乐假期美好。。———学生：东禹材料力学课程设计题目：曲柄轴的强度设计及变形计算单位：理学院

班级：力学 11-1 姓名：宫东禹指导教师：宋志勇目录一、绪论二、力学模型与内力分析三、强度分析。四、变形计算与刚度分析。五、总结。

一、绪论 1.1、课程设计目的意义：材料力学课程设计是材料力学课程的重要实践性环节。通过结合工程实际，自行设计结构形式，并对杆件结构进行内力、应力变形位移计算等，校核杆件结构的强度和刚度、稳定性，并对结构进行改进。进一步巩固和加深材料力学课程中的基本理论知识，初步掌握对材料力学中分析、计算的步骤和方法，培养和提高独立分析问题和运用所学理论知识解决实际问题的能力、通过自由设计结构、锻炼创新思维能力。既从整体上掌握了基本理论和现代的计算方法，又提高了分析问题、解决问题的能力；既是对以前所学知识的综合运用，又为后续课程的学习打下基础，并初步掌握工程设计思想和设计方法，使实际工作能力有所提高。具体有以下几方面： 1、对之前学过的相关力学知识的全面复习，使学生的力学知识系统化、完整化； 2、综合运用力学理论知识解决工程中的实际问题。 3、本课程设计是在系统学完材料力学课程之后，结合工程实际中的问题，运用材料力学的基本理论和计算方法，独立地计算工程中的典型零部件，以达到综合运用材料力学知识解决工程实际问题的目的。 4、由于选题力求结合专业实际，因而课程设计可以为学生后续的毕业设计打下基础，进行提前锻炼。 5、初步了解和掌握工程实践中的分析思想和计算方法。 1.2、结构的工程应用背景简介：（简单的介绍你所设计的结构在工程的使用，比如哪些领域，有何作

材料力学精品课程培训心得体会doc

《材料力学》精品课程培训心得体会经过三天的材料力学精品课程培训，通过张少实教授等的讲座与在线交流，使我对材料力学有了更全面的认识和更深入的思索，对在材料力学理论教学与实践教学中遇到的一些问题有了新的观点和解决的思路。下面根据我这三天的培训所得总结如下。经过与张少实教授等多名国家级材料力学精品课程骨干教师的交流和学习，我深深地感到21世纪对人才的需要已经发生了较大的变化。我国高等教育正在从以传授知识为主的知识教育向以培养能力为主的素质教育转型。在这一过程中，达到教学目标，体现教育思想都要通过教学方法来实现，而传统的教学模式已经不能适应育人要求，因此在材料力学理论教学中尝试多种教学方法以寻求科学合理的教学模式与经验已显得十分迫切。通常，人们对于客观世界的认知主要包括三个过程：同化过程，顺应过程和平衡过程。同化过程是学习者对刺激输入的过滤或改变过程；顺应过程是学习者调节自己的内部知识结构以适应特定刺激情境的过程；平衡过程是指学习者通过自我调节使其认知活动从平衡到不平衡再到新的平衡状态过渡的过程，并不断地发展和提升。材料力学是一门实践性很强的课程，其强调的是受教育者对知识主动性地建构自己的材料力学知识体系。因此，材料力学是一门特性鲜明的专业课程。

通过三天来对专家报告的聆听及与同行的交流，我对材料力学教学有了一些深入的思考。根据材料力学科的特点，我感到我们在新形势下，必须以一种新的视角来审视这个年轻的学科及其发展趋势。材料力学作为主干课程，长期以来其教学思想是建立在辩证唯物主义认识论的基础上，强调认识的反映特性，也就是客观性，而对认识的主观能动性则没有足够地重视和深入地揭示。教师的教学过程一般为“阐述概念、定义、原则，揭示相关理论，提供有关策略与方法，实际运用”。学生的接受过程也基本如此。总的来说，这种方法对于传授知识和信息的效率是比较高，而且逻辑严密，系统性强，对于奠定坚实的材料力学理论基础无疑是有效的。但这与材料力学的实践活动却是基本矛盾的。但是，相当一部分老师在教学中将知识的传授定型为注入式，并且忽视了学生已经积累的知识经验和心理感受。另外，在材料力学理论教学过程中有将知识过于简化的趋势。然而，材料力学活动本身是一个系统的、开放的、动态的过程，影响因素往往呈现多元化并具有层次性。在理论教学过程中，要实现理论上的典型化相当困难。针对这种学科特点，结合我多年来的实际教学工作经验与建构理念，以下提出我对材料力学课程建设的一点新思路。（一）通过互动教学，使学生对专业知识深入理解

材料力学复习提纲

材料力学复习提纲（二）弯曲变形的基本理论：一、弯曲力 1、基本概念：平面弯曲、纯弯曲、横力弯曲、中性层、中性轴、惯性矩、极惯性矩、主轴、主矩、形心主轴、形心主矩、抗弯截面模 2、弯曲力：剪力方程、弯矩方程、剪力图、弯矩图。符号规定 3、剪力方程、弯矩方程 1、首先求出支反力，并按实际方向标注结构图中。 2、根据受力情况分成若干段。 3、在段任取一截面，设该截面到坐标原点的距离为x ，则截面一侧所有竖向外力的代数和即为该截面的剪力方程，截面左侧向上的外力为正，向下的外力为负，右侧反之。 4、在段任取一截面，设该截面到坐标原点的距离为x ，则截面一侧所有竖向外力对该截面形心之矩的代数和即为该截面的弯矩方程，截面左侧顺时针的力偶为正，逆时针的力偶为负，右侧反之。对所有各段均应写出剪力方程和弯矩方程 4、作剪力图和弯矩图 1、根据剪力方程和弯矩方程作图。剪力正值在坐标轴的上侧，弯矩正值在坐标轴的下侧，要逐段画出。 2、利用微积分关系画图。二、弯曲应力 1、正应力及其分布规律 ()() max max max 3 2 4 3 411-12 6 64 32 z z Z z z z z z z I M E M M M y y y W EI I I W y bh bh d d I W I W σ σσρ ρππα=== = === = = = ?抗弯截面模量矩形圆形空心

2、剪应力及其分布规律一般公式 z z QS EI τ* = 3、强度有条件正应力强度条件 [][][] max z z z M M M W W W σσσσ= ≤≤≥ 剪应力强度条件 [] max max max z maz z QS Q I EI E S τττ** ≤= = 工字型 4、提高强度和刚度的措施 1、改变载荷作用方式，降低追大弯矩。 2、选择合理截面，尽量提高 z W A 的比值。 3、减少中性轴附近的材料。 4、采用变截面梁或等强度两。三、弯曲变形 1、挠曲线近似微分方程： ()EIy M x ''=- 掌握边界条件和连续条件的确定法 2、叠加法计算梁的变形掌握六种常用挠度和转角的数据 3、梁的刚度条件； []max y f l ≤ max 1.5 Q A τ= max 43Q A τ= max 2 Q A =max max z z QS EI *=

材料力学教学大纲(土木工程专业2014年)

《材料力学》课程教学大纲课程英文名称：Mechanics of Materials 课程代码：110000103 课程性质：学科基础课适用专业：土木工程专业总学时数：64 其中讲课学时：58 实验学时：6 总学分数：4 编写人：胡玮军审定人：袁文华一、课程简介（一）课程教学目的与任务：本课程的教学目的：要求学生对杆件的强度、刚度和稳定性问题具有明确的基本概念，掌握杆件计算必要的理论知识和比较熟练的计算能力，具有一定的工程问题的分析能力和初步的实验能力。本课程的教学任务：通过课堂教学和实践性教学环节相结合，强化学生对基本概念、基本理论、基本方法的理解和掌握。要求学生对各种杆件的强度、刚度和压杆稳定性的基本问题能够熟练地分析和计算。以培养学生熟练运用所学知识解决实际问题的能力。（二）课程教学的总体要求 1、对材料力学的基本概念和基本分析方法有明确的认识。 2、具有对工程结构物中的部件和物体简化为力学简图的初步能力。 3、能够熟练地分析杆件在拉(压)、扭、弯时的内力，并正确做出相应的内力图。 4、能够熟练分析杆件的应力、位移、进行强度和刚度计算，并会解一次超静定问题。 5、对应力状态理论和强度理论有明确的认识，并能将其应用于变形杆件的强度计算。 6、对压杆的稳定性概念有明确认识，会计算轴向压杆的临界应力，并进行稳定性校核。 7、对能量法的有关基本原理有明确认识，并能熟练掌握一种计算位移的能量方法。（三）课程的基本内容研究的主要内容为：材料力学基本概念与假设，轴向拉伸和压缩、扭转、弯曲时的内力、应力和位移计算，截面几何性质，应力与应变分析，强度理论，组合变形，剪切与连接件的实用计算，压杆稳定，能量法等。（四）先学课程及后续课程先学课程：《高等数学》、《大学物理》、《理论力学》；后续课程：《弹性力学》《结构力学》、《钢结构》、《钢筋混凝土结构》。二、课程教学总体安排（一）学时分配建议表

材料力学课程设计--五种传动轴的静强度、变形及疲劳强度的计算

材料力学课程设计设计题目五种传动轴的静强度、变形及疲劳强度的计算

1．课程设计的目的本课程设计的目的是在于系统学完材料力学之后，能结合工程中的实际问题，运用材料力学的基本理论和计算方法，独立地计算工程中的典型零部件，以达到综合运用材料力学的知识解决工程实际问题之目的。同时，可以使我们将材料力学的理论和现代计算方法及手段融为一体。既从整体上掌握了基本理论和现代的计算方法，又提高了分析问题，解决问题的能力；既把以前所学的知识综合运用，又为后继课程打下基础，并初步掌握工程中的设计思想和设计方法，对实际工作能力有所提高。 1．使所学的材料力学知识系统化、完整化。让我们在系统全面复习的基础上，运用材料力学知识解决工程实际问题。 2．综合运用了以前所学的各门课程的知识（高数、制图、理力、算法语言、计算机等）使相关学科的知识有机地联系起来。 3．使我们初步了解和掌握工程实践中的设计思想和设计方法，为后继课程的教学打下基础。 2．课程设计的任务和要求要求参加设计者，要系统地复习材料力学的全部基本理论和方法，独立分析、判断、设计题目的已知条件和所求问题。画出受力分析计算简图和内力图，列出理论依据和导出计算公式，独立编制计算程序，通过计算机给出计算结果，并完成设计计算说明书。 3．课程设计的题目传动轴的强度、变形及疲劳强度计算 6－1 设计题目传动轴的材料为优质碳素结构钢（牌号45），许用应力[σ]=80MPa，经高频淬火处理，其σb=650MPa，σ-1=300MPa,τ-1=155MPa,磨削轴的表面，键槽均为端铣加工，阶梯轴过渡圆弧r均为2，疲劳安全系数n=2，要求： 1）绘出传动轴的受力简图; 2）作扭矩图及弯矩图； 3）根据强度条件设计等直轴的直径； 4）计算齿轮处轴的挠度；（按直径Φ1的等直杆计算） 5）对阶梯传动轴进行疲劳强度计算；（若不满足，采取改进措施使其满足疲劳强度）； 6）对所取数据的理论根据作必要的说明。说明： a) 坐标的选取均按下图6—1所示； b) 齿轮上的力F与节圆相切； c) 数据表中P为直径D的皮带轮传递的功率， P为直径为D1的皮带轮传递的功率。 1

《材料力学》硕士研究生入学考试大纲

《材料力学》硕士研究生入学考试大纲一、考核要求《材料力学》研究生入学考试主要考察考生对材料力学基本概念和分析方法的理解与掌握，以及对简单构件的强度、刚度、稳定性以及简单超静定结构问题的分析和计算方法的熟练掌握情况。要求考生既要掌握材料力学的基本理论，又应具备一定的综合分析、计算和解决问题的能力。二、考核主要内容 1. 材料力学的任务和研究对象、基本假设，应力、应变等概念，杆件变形的基本形式。 2. 杆件轴向拉伸和压缩问题（轴力图、应力和变形分析和计算、强度条件的应用），材料拉伸和压缩时的力学性能，简单超静定问题的分析，剪切和挤压的实用计算。 3. 圆杆扭转（包括薄壁圆筒的扭转）的切应力和变形分析，强度条件和刚度条件，矩形横截面杆扭转的主要结果。 4. 梁的平面弯曲问题，剪力图和弯矩图，剪力和弯矩与分布载荷集度之间关系的应用；梁纯弯曲时的基本假设，弯曲时正应力的计算，矩形截面梁和工字形截面梁的切应力计算，强度校核，提高粱弯曲强度的措施；梁的挠度曲线及其近似微分方程，求解梁的挠度和转角，梁的刚度校核，提高粱弯曲刚度的措施，简单超静定梁的分析。 5. 应力状态、主应力和主平面的概念，平面应力状态下的应力分析（解析法和图解法），三向应力状态及最大切应力，广义胡克定律，四种常用强度理论及应用。 6. 拉（压）与弯曲组合变形，扭转与弯曲组合变形。 7. 压杆稳定性的概念，细长压杆临界载荷的欧拉公式，欧拉公式的适用范围、经验公式，压杆的稳定校核。 8. 用静动法求应力和变形，杆件受冲击时的应力和变形，动荷系数。 9. 杆件应变能的计算，应变能的一般表达式，互等定理，卡氏定理及应用，虚功原理，单位载荷法及应用，简单超静定系统。武汉工大2016考研材料力学考试大纲本材料力学考试大纲适用于武汉工程大学机械类的硕士研究生入学考试。材料力学是力学类各专业的一门重要基础理论课，本科目的考试内容包括材料力学的基本概念，轴向拉伸与压缩，剪切与扭转，弯曲内力，弯曲应力，弯曲变形，截面几何性质，应力和应变分析与强度理

材料力学课程设计

目录一、关于材料力学课程设计 (2) 二、设计题目 (2) 三、设计内容 (3) 3.1 柴油机曲轴的受力分析 (3) 3.2 设计曲轴颈直径d ，主轴颈直径D (6) 3.3 设计h 和b,校核曲柄臂强度 (6) 3. 4 校核主轴颈H —H 截面处的疲劳强度，取疲劳安全系数n=2。键槽为端铣加工，主轴颈表面为车削加工 (6) 3.5 用能量法计算A —A 截面的转角y θ，x θ (7) 3.6对计算过程的几点必要说明 (9) 3.7 改进方案 (10) 四、计算机程序设计 (10) 4.1程序框图 (10) 4.2计算机程序 (11) 4.3输出结果 (12) 五、设计体会 (12) 六、参考书目 (12) 一、关于材料力学课程设计 1.材料力学课程设计的目的本课程设计的目的是在于系统学完材料力学之后，能结合工程中的实际问题，运用材料力学的基本理论和计算方法，独立地计算工程中的典型零部件，以达到综合运用材料力学的知识解决工程实际问题之目的。同时，可以使学生将材料力学的理论和现代计算方法及手段融为一体，既从整体上掌握了基本理论和现代的计算方法，又提高了分析问题、解决问题的能力；既把以前所学的知识(高等数学、工程图学、理论力

学、算法语言、计算机和材料力学等)综合运用，又为后继课程(机械设计、专业课等)打下基础，并初步掌握工程中的设计思想和设计方法，对实际工作能力有所提高。具体的有以下六项: (1)使学生的材料力学知识系统化、完整化; (2)在系统全面复习的基础上.运用材料力学知识解决工程中的实际问题; (3)由于选题力求结合专业实际.因而课程设计可以把材料力学知识和专业需要结合起来; (4)综合运用了以前所学的多门课程的知识(高数、制图、理力、算法语言、计算机等等)使相关学科的知识有机地联系起来; (5)初步了解和掌握工程实践中的设计思想和设计方法; (6)为后继课程的教学打下基础 2.材料力学课程设计的任务和要求参加设计者要系统地复习材料力学的全部基本理论和方法.独立分析、判断、设计题目的已知条件和所求问题.画出受力分析计算简图和内力图.列出理论依据和导出计算公式.独立编制计算程序.通过计算机给出计算结果.并完成设计计算说明书. 3.材料力学课程设计的一般过程材料力学课程设计与工程中的一般设计过程相似.从分析设计方案开始到进行必要的计算并对结构的合理性进行分析.最后得出结论.材料力学设计过程可大致分为以下几个阶段: (1)设计准备阶段:认真阅读材料力学课程设计指导书.明确设计要求.结合设计题目复习材料力学课程设计的有关理论知识.制定设计步骤、方法以及时间分配方案等; (2)从外力变形分析入手,分析及算内力、应力及变形,绘制各种内力图及位移、转角曲线; (3)建立强度和刚度条件.并进行相应的设计计算及必要的公式推导; (4)编制计算机程序并调试; (5)上机计算,记录计算结果; (6)整理数据,按照要求制作出设计计算说明书; (7)分析讨论设计及计算的合理性和优缺点,以及相应的改进意见和措施; 二、设计题目某柴油机曲轴可以简化为下图所示的结构，材料为球墨铸铁（QT450—5），弹性常数为E 、μ，许用应力[σ],G 处输入转矩为e M ，曲轴颈中点受切向力t F 、径向力r F 的作用，且2t r F F = 。曲柄臂简化为矩形截面，1.4≤h D ≤1.6，2.5≤h b ≤4，3l =1.2r ，有关数据如下表：

《材料力学》考试大纲

《材料力学》考试大纲一、考核目的与基本要求《材料力学》是专业必修课，为考试课程。根据教学大纲安排，该考试主要考查学生对力学知识的理解。要求学生掌握轴向拉伸和压缩、剪切、扭转和弯曲四种基本变形问题的内力、应力和变形求解；以及应力状态分析、压杆稳定等内容。通过该考试，能判别学生是否通过本课程的学习，达到了本课程培养目标的要求。二、命题的指导思想和原则 1、命题的指导思想全面考查学生对本课程的基本原理、基本概念和主要知识点学习、理解和掌握的情况，以及解决工程实际简单问题的综合能力。 2、命题的原则题型尽可能多样化，题目数量多、份量小，范围广，最基本的知识一般占60%左右，稍微灵活一点的题目要占25%左右，较难的题目要占15%左右。其中绝大多数是中小题目，即使大题目也不应占分太多，应适当压缩大题目在总的考分中所占的比例。客观性的题目应占比较重的份量。三、考核知识点及要求 1、绪论、轴向拉压内力、应力和变形计算（25%左右）（1）识记：材料在拉伸（压缩）时的力学性能；轴向拉伸与压缩时截面上的内力计算；横截面上正应力计算。（2）理解：轴向拉压变形计算；剪切和挤压的实用计算。（3）应用：轴向拉压杆的强度问题计算；利用静力平衡和变形协调条件解答简单拉压超静定问题。 2、圆轴扭转应力及变形计算（10%左右）（1）识记：外力偶矩的计算；圆轴扭转时的应力和应变计算。（2）理解：扭矩和扭矩图的求解。（3）应用：圆轴扭转时的强度计算和刚度计算。 3、弯曲内力、变形和应力计算（30%左右）（1）识记：弯矩和剪力的定义，弯矩和剪力正负号的判断；截面上剪力和弯矩的计算；弯曲正应力和剪应力的计算。（2）理解：剪力图和弯矩图的绘制；载荷集度、剪力和弯矩间的关系；提高梁弯曲强度和弯曲刚度的措施。（3）应用：利用微分方程、叠加法和载荷集度、剪力和弯矩间的关系等方法绘制复杂受力梁弯矩图和剪力图；利用积分法和叠加法求解梁的挠度；梁的强度校核。 4、应力状态分析和压杆稳定计算（10%左右）（1）识记：四种常用强度理论。（2）理解：用解析法分析和图解法分析二向应力状态。

〈材料力学〉考试大纲

材料力学一、课程的性质与设置目的和要求材料力学是由基础理论课向设计课程过渡的技术基础课。该课程对后续专业课及工程应用都有深远的影响。通过对材料力学课程的学习，要求学生对杆件的强度、刚度和稳定性问题具有明确的基本概念、必要的基础理论知识、比较熟练的计算能力、一定的分析能力和实验能力。二、课程内容与考核目标本课程主要讲述杆件的强度、刚度和稳定性理论及其应用，包括四种基本变形与组合变形的应力和变形，强度和刚度计算，能量方法与超静定问题，压杆稳定，动载荷与交变应力。第一章拉伸与压缩 1. 学习目的与要求：本章介绍杆件在拉伸或压缩时的应力和变形计算。通过学习，要求能熟练绘制杆件的轴力图；能熟练进行杆件强度计算和变形计算。 2. 课程内容：轴向拉、压的概念；外力、内力、应力、应变、变形、位移等概念；拉（压）杆的内力、内力图；应力和强度计算、材料的拉、压力学性能、杆件的变形计算；简单的超静定问题。 3. 考核知识点：轴力、轴力图；轴向拉压时截面上的应力；轴向拉压时的变形、虎克定律；材料的力学性能（低碳钢、铸铁的拉伸试验的应力应变图；低碳钢和铸铁的压缩试验及两类材料的比较）；轴向拉压的强度条件及强度计算； 4. 考核要求：能熟练运用截面法计算杆件的轴力，正确绘制轴力图；掌握杆件拉、压时的强度计算；掌握杆件的变形计算；了解材料的基本力学性能以及试件拉、压破坏时的现象和原因；掌握求解简单超静定问题的方法。第二章剪切 1．学习目的与要求：本章介绍连接件的实用计算。通过学习，要求会计算简单的连接件的强度问题。 2．课程内容：剪切构件的受力和变形特点，连接处可能的破坏形式，剪切和挤压的实用计算。 3．考核知识点：剪切和挤压的概念，剪切和挤压的应力计算。 4．考核要求：了解剪切和挤压的概念，会计算简单的连接件的强度问题。第三章扭转 1.学习目的与要求：本章介绍杆件扭转时的应力和变形，通过学习，要求能熟练绘制杆件的扭矩图；掌握应力和变形的计算公式，能熟练进行轴类零件的强度和刚度计算 2.课程内容：纯剪切概念、剪切胡克定律、切应力互等定理；功率、转速与外力偶矩的关系；扭矩和扭矩图、应力和变形的计算、强度条件和刚度条件；弹簧的应力和变形计算；简单扭转超静定问题的计算；非圆截面杆扭转的应力和变形简介。 3.考核知识点：扭矩与扭矩图；切应力、剪切胡克定理；切应力计算公式；扭转强度条件及其应用；刚度条件的简单应用。 4.考核要求：掌握扭矩计算与扭矩图绘制；了解剪切胡克定理；掌握切应力计算公式；能熟练地应用